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自動駕駛域控制器芯片如何選擇?

   2022-07-06 凌華科技4990
核心提示:ADLINK MXM GPU卡涵蓋了高低不一的各種性能。在產品初期,可以用高算力快速完成產品原型功能。當未來算法完成優化,需要替換性能較低的GPU來降低成本,就能直接更換GPU芯片,這為域控帶來了非常大的靈活性。

在智能駕駛域控中,想要找到一顆完美的芯片并不容易。凌華科技是一家邊緣計算解決方案提供商,同時也是NVIDIA、Intel等廠商的合作伙伴。在智能駕駛逐漸普及的當下,凌華科技旨在讓高性能芯片以更為安全可靠的方式“上車”。

域控制器CPU芯片的選擇:X86 vs ARM

我們所熟知的電腦和IT行業都離不開X86芯片架構,然而X86卻很少被用于車端,其中很重要的一個原因就是可靠性和安全性的掣肘——筆記本電腦可以死機、藍屏,但是在車上不行。X86的中斷處理機制、與其相配套的操作系統實時性,以及高功耗的特性都影響了它在車上的使用。然而,凌華科技經過慎重考量仍選擇了X86作為CPU架構,便是因為看到了它在域控方面的更多優勢。

首先,X86在軟件方面具有良好的生態兼容性。軟件公司在服務器上訓練的一些軟件完全不需要做任何移植就能直接搭載在X86架構上運行。另外,X86在硬件的拓展性方面也表現出色,因為X86具有非常多的PCIE,所以幾乎可以擴展我們所需要的任何功能。

當然,X86架構最大的優勢還是在于性能。芯片的性能包括整體性能和單核的性能,在域控制器中,除了看總性能之外,單核的性能也非常重要。最新的多核ARM芯片的總體性能雖然也能做的十分強大,但是單核性能卻只有Intel至強系列芯片的約1/3,即便是我們所熟知的I7、I9,也達到了ARM單核性能的2倍。因此,X86在性能尤其是單核性能上的表現在域控制器方面便成了一大優勢。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

近年來,X86的安全性也在不斷向前演進,如今X86的內部已經有了非常多安全處理機制。

X86內部有很多硬件機制可以保證錯誤可以糾正。比如對于一些可糾正的錯誤,可以通過漏桶算法及設置一些可糾正錯誤閾值直接實現糾錯;對于不可糾正錯誤則可以通過軟件恢復、定位上報等方式進行相應的錯誤處理。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

在目前的X86錯誤處理器情況下,并非一出錯就會導致死機,各種豐富的錯誤校驗、處理方式能讓系統和設備正常運行。即便X86系統出現不可恢復錯誤,配合硬件平臺的冗余功能,也能保證安全。因此,將X86架構應用于域控,無疑能夠保證平臺的安全。

GPU芯片的選擇:dGPU vs iGPU

除了CPU,在GPU上也面臨著各種各樣的芯片選擇。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

常用的 GeForce芯片價格較低,但由于功耗大,不太適用于域控的產品;特斯拉芯片通常用于數據中心,Quadro主要用于仿真或運算的高性能計算。Quadro Embedded芯片則是以單個芯片的形式出售,而非以卡的形式銷售。目前只有少數幾家公司能拿到這種芯片,而因為跟NVIDIA有合作,凌華科技便是其中之一。

取得這種芯片后,便能將GPU跟CPU做成一個板貼主板,這樣就能夠滿足車輛的震動等可靠性要求。NVIDIA的Pegasus產品就是基于Quadro Embedded芯片。

隨著算法的高速發展,域控對算力的要求也每天都在變化。如果將GPU做成板結,當算力不夠時,則難以進行迭代更新。因此凌華將芯片做成有共同接口的嵌入式MXM GPU卡。在防震、防潮的同時,也保證了板結能夠靈活更換。

ADlink MXM GPU卡涵蓋了高低不一的各種性能。在產品初期,可以用高算力快速完成產品原型功能。當未來算法完成優化,需要替換性能較低的GPU來降低成本,就能直接更換GPU芯片,這為域控帶來了非常大的靈活性。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

同標準的PEG卡相比,GPU MXM卡的尺寸只有前者的1/6,重量只有約1/10。在同等性能的情況下,功耗只有它的2/3甚至1/2,同時溫度范圍變得更大,更加適用于車載場景,也更適用于域控制器。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

比起SoC芯片,前文所述的Quadro Embedded雖然配置更加靈活、軟件通用性更強,但也并非毫無弱項,比如使用時需要搭配額外的CPU才能運行。而一顆SoC就集CPU、GPU、ISP以及其他IO,能夠滿足全部的功能需求,且功耗也更低。

那么,兩種各有千秋的芯片應該如何抉擇?其實,這并不是一個排他性的選擇,完全可以將兩種芯片結合起來一起使用,實現兩者優勢的最大化。

域控制器SoC芯片的選擇:NVIDIA Orin vs 地平線J5

目前,除了NVIDIA,地平線作為國內企業也對SoC芯片有所布局。

在域控領域,功耗是一個十分重要的指標。和NVIDIA Orin相比,雖然地平線J5的整體數字性能略顯不足,不過功能非常類似,更重要的是其功耗只有30W,僅僅為Orin的一半,因此兩者都可以用于L2+/L3+級別的自動駕駛,可以根據不同的場景需求進行選擇。

高性能芯片上車進行時

從前文所介紹的所有芯片中,可以看出凌華科技并非一家完整芯片的制造商,而是根據成本、性能和可靠性形成解決方案。

凌華科技致力于智能化、城市測量、醫療、交通、電信以及軍工航天等多個領域,并于三年前進軍自動駕駛和域控的產品設計。凌華科技多年來深耕于嵌入式組件,在該領域有著豐富經驗。

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

自動駕駛域控制器芯片如何選擇?
圖片來源:凌華科技

凌華科技在域控方面和其他公司的差異主要體現于整體方案的可靠性及性能。凌華科技同英特爾、英偉達、高通等廠商均有合作,在芯片資源方面優勢顯著;此外,凌華在國內也與華為有著緊密合作。

在L2+/L3+級別的自動駕駛越來越廣泛地應用于智能汽車的當下,各家都在尋找理想的SoC芯片,然而現階段能夠滿足低工況、高性能的SoC芯片尚未出現。凌華科技則根據客戶對域控的需求,通過配合其他芯片等方式形成安全性和高性能兼具的解決方案,讓域控芯片離“理想”越來越近。

以上內容來自凌華科技(中國)有限公司技術總監潘登在2022年6月29日由蓋世汽車主辦的2022第二屆智能汽車域控制器創新-云論壇發表的《自動駕駛域控制器芯片的選擇》主題演講。

 
 
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